基于動(dòng)態(tài)紋理的流水效果合成技術(shù)研究.pdf

1、場(chǎng)景仿真是計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形處理與圖像生成技術(shù)、立體影像和音響技術(shù)、顯示技術(shù)等高新技術(shù)的綜合運(yùn)用。其中，動(dòng)態(tài)流水效果的場(chǎng)景仿真廣泛應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)游戲、數(shù)字電影和動(dòng)畫(huà)以及科學(xué)計(jì)算可視化場(chǎng)景中。因此利用計(jì)算機(jī)模擬流水效果一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 某些自然現(xiàn)象，如：水、煙、霧等，產(chǎn)生它們的物理機(jī)制十分復(fù)雜，直接從建模的角度來(lái)生成序列非常繁瑣，要耗費(fèi)大量的時(shí)間，效率很低。然而，利用普通的方法，如DV

2、，可以很方便地采集很小的一段視頻樣本。這樣就可以通過(guò)分析，獲得這一小段視頻序列的某些統(tǒng)計(jì)特征，記錄該特性并合成新的與該段視頻序列具有相同統(tǒng)計(jì)特性的視頻序列，從而生成給定時(shí)間長(zhǎng)度的視覺(jué)上無(wú)重復(fù)的平滑的視頻序列。 動(dòng)態(tài)紋理在自然界中廣泛存在，比如海浪、瀑布、飄揚(yáng)的旗幟、飛翔的鳥(niǎo)群等等。它是指將多幅紋理圖像綁定到當(dāng)前的面片(Polygon)上，通過(guò)名稱使用某幅紋理圖像。例如：可將模擬噴泉效果的幾幅相關(guān)的圖像按一定的順序以一定的時(shí)間間隔

3、顯示出來(lái)，并采用透明紋理映射技術(shù)和Billboard技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)模擬噴泉的效果。此外，動(dòng)態(tài)紋理技術(shù)對(duì)于運(yùn)動(dòng)的人、噴泉、飄動(dòng)的旗子、流動(dòng)的水、閃動(dòng)的燈火等都很有效。動(dòng)態(tài)效果的另一種方法是使用本身帶動(dòng)態(tài)效果的紋理，如mpeg格式的文件貼到一個(gè)Billboard節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的效果。 本文對(duì)基于動(dòng)態(tài)紋理的流水效果合成技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了利用動(dòng)態(tài)紋理模型生成動(dòng)態(tài)流水的方法，主要研究工作如下： 1、提出了基于動(dòng)態(tài)紋理的流水效果合

4、成方法。此方法主要通過(guò)分析已知的一小段流水視頻樣本，生成與該樣本特征相符的無(wú)限長(zhǎng)不重復(fù)且平滑流動(dòng)的動(dòng)態(tài)水序列。主要包括以下兩方面的工作： (1)動(dòng)態(tài)水紋理的自動(dòng)分析方法。 核心思想是借鑒二維紋理圖像的分析方法，使用EM算法<'[29]>對(duì)樣本自動(dòng)分析，獲得整個(gè)樣本的紋理基元及其統(tǒng)計(jì)分布，并利用線性系統(tǒng)分別記錄紋理基元的特征。(2)流水視頻序列的合成方法 該方法參照樣本紋理基元的統(tǒng)計(jì)分布特征對(duì)紋理基元排序，然后利